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1、第六节光的衍射和偏振第七节激光核心素养明目标核心素养学习目标物理观念知道光的衍射现象，明确产生明显衍射现象的条件物理观念知道光的偏振现象和激光.科学方法知道光的衍射条纹与干涉条纹的区别.科学态度与责任了解偏振光和激光的应用.自匕债习探新知1怫前自主学习粳习嗑堀感知匚i知识梳理Q知识点一光的衍射1 .定义光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，会偏离原有直线传播的途径而绕到障碍物后面 的现象.2 .常见的衍射现象(1)狭缝衍射现象.(2)圆孔衍射现象.3 .光的明显衍射的条件当障碍物或孔的尺寸与光的波长相当，甚至小于光的波长时,衍射现象将十分明显.知识点二光的偏振1 .偏振片和透振方向偏振片是一种由
2、特殊材料制成的元件，它有一个特殊的方向，叫作透振方向.当光的振 动方向与透振方向平行时,光能完全通过偏振片；当光的振动方向与透振方向垂直时，光不 能通过偏振片，当处于两者之间时，光只能部分通过.2 .只有横波才具有偏振性，光的偏振现象验证了光是横波.3.偏振现象在生活中的应用(1)保护眼睛的偏振光眼镜.(2)摄影爱好者常备的偏振滤光片.知识点三 激光1 .激光的特性(1)单色性好.(2)相干性好.(3)平行度好.(4)亮度高.2 .激光的应用（1）光导纤维中用激光作为信息高速传输的载体.（2）激光在雷达上用于测量距离和跟踪目标.（3）工业上的激光切割、激光焊接技术，医学上切割肿瘤的“光刀”等.
3、（4）全息照相.口基础自测口3 .思考判断（正确的打，错误的打“X”） 衍射和干涉条纹都是明暗相间的，所以二者是一样的.（X ）（2）所有光都能发生衍射现象.（正）（3）激光是人工产生的相干光，其单色性好、相干性好.（正）（4）光的偏振现象说明光是横波.（正）4 .（多选）关于衍射，下列说法正确的是 （）A.衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果B.双缝干涉中也存在衍射现象C. 一切波都很容易发生明显的衍射现象D.影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实AB 衍射花纹图样是光波相互叠加的结果，故A正确；双缝干涉中缝的宽度与波长差不多，光通过逢时，也发生了衍身现象，故B正确；衍射是波特有的现象
4、，一切波都能发生衍射，但只有波长大于或相当于障碍物或小孔的尺寸时，才能发生明显的衍射，故C错误；当波长比障物或孔的宽度小得多时，不能发生明显的衍物，这是表现出直线传播的特征，出现 了影，影的存在与衍射现象并不是相互矛盾的，故 D错误.5 .（多选）一束自然光通过起偏器照射到光屏上，则图中光屏上发亮的有（起偏器上用箭头表示其透射方向）（）ABABD 自然光通过起偏器后成为偏振光，当偏振光的振动方向与起偏器的透振方向平行时能够通过，否则不能通过，所以A、B、D正确.合作探究提索养】疑难间趣解田学科米泰提蹉D考点i光的衍射|畲借金探射取3块不透光的板，在每块板的中间各开1个圆孔，3块板所开的圆孔大小
5、不一.先用点光源照射圆孔最大的那块板，在屏上会出现一个明亮的圆形光斑图a;再换上圆孔中等的那c.块板，在屏上会出现图 b;最后用圆孔最小（直径约为1 mm）的那块板，在屏上会出现图(1)屏上图b产生了什么现象？(2)比较屏上图b和图c,说明了什么？提示：(1)衍射现象.(2)孔越小，衍射现象越明显.6 .单缝衍射图样(1)中央条纹最亮，越向两边越暗；条纹间距不等，越靠外，条纹间距越小，中央条纹最 宽，两边条纹宽度变窄.(2)缝变窄通过的光变少，而光分布的范围更宽，所以亮条纹的亮度降低.(3)中央亮条纹的宽度及条纹间距跟入射光的波长及单缝宽度有关，入射光波长越大，单缝越窄，中央亮条纹的宽度及条纹
6、间距就越大.(4)用白光做单缝衍射实验时，中央亮条纹是白色的，两边是彩色条纹，中央亮条纹仍然 最宽最亮.7 .圆孔衍射图样(1)中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹 的亮度越弱，宽度越小，如图所示.网孔精射(2)圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱.(3)用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样的大小和位置不同，波长越大，中央圆形亮斑的直径越大.(4)白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色光斑，周围是彩色同心圆环.(5)只有圆孔足够小时才能得到明显的衍射图样.在圆孔由较大直径逐渐减小的过程中，光屏上依次得到几种不同白现象一一圆形亮斑(光的直线传播)、光
7、源的像(小孔成像)、明暗相间的圆环(衍射图样).8 .不透明的小圆板衍射图样 (泊松亮斑) (1)中央是亮斑.（2）形成泊松亮斑时，圆板阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆 环.（3）周围的亮环或暗环间距随半径增大而减小.【典例1】 对于单缝衍射现象，下列说法正确的是（）A.缝的宽度d越小，衍射条纹越亮B.缝的宽度d越小，衍射现象越明显C.缝宽度d越小，光传播路线越接近直线D.入射光的波长越短，衍射现象越明显B 单缝衍射现象中，波长越长越容易衍射，中央亮纹越宽，所以 d减小，相对波长变 长，因此衍射现象越明显.缝宽度 d越小，越体现光子的随机性，衍射越明显，入射光的波 长越长
8、，衍射现象越明显，所以答案为 B.跟进训练9 .（多选）在观察光的衍射实验中， 分别观察到如图甲、 乙所示的清晰的明暗相间的图样， 图中黑线为暗纹.那么障碍物应是（）甲乙A.甲图对应的障碍物应是小圆孔B.甲图对应的障碍物是小圆板C.乙图对应的障碍物应是小圆板D.乙图对应的障碍物是小圆孔AC 比较两图，它们的背景明显不同，甲图的背景为黑色阴影，说明障碍物应是很大的 不透明挡板，中间有透光并且带有衍射图样的花纹，说明挡板的中间有小圆孔；乙图的背景 为白色，说明周围没有障碍物，中间有不透光圆形阴影，并且带有衍射图样的花纹，说明中 间存在很小的不透明圆板，乙图正中央的小亮点是泊松亮斑.故A、C正确，B
9、、D错误.C考点2单缝衍射、双缝干涉的比较|畲儒烯探究如图甲是光的干涉图样，如图乙是光的衍射图样，在条纹宽度和条纹间距方面有什么不 同？提示：甲图条纹宽度相等，乙图不等.甲图条纹间距等距，乙图不等.单缝衍射与双缝干涉的比较名称单缝衍射双缝干涉不同占八、产生条件只要狭缝足够小，任何光都能发生频率相同的两列光波相遇叠加条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间距亮度中央条纹最亮，两边变暗条纹清晰，亮度基本相等相同占八、成因都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或削弱的结果意义都是波特有的现象，表明光是一种波【典例2】 如图所示的4种明暗相间的条纹，是红光
10、、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹).则在下面的四个图中从左往右排列，哪个图是黄光形成的条纹()mm limn ilium muABCDD 双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，故 A C是红 光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样；单缝衍射条纹是中间明亮且宽大， 越向两侧宽度越小越暗，而波长越长，中央亮条纹越粗，故日D是衍射图样，紫光波长较短，则中央亮条纹较细，故 B是紫光的衍射条纹，D是黄光的衍射条纹.故选 D.挑法 * *区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法(1)根据条纹的宽度区
11、分：双缝干涉的条纹是等宽的，条纹间的距离也是相等的，而单缝 衍射的条纹，中央亮条纹最宽，而两侧的亮条纹逐渐变窄.(2)根据亮条纹的亮度区分：双缝干涉条纹，从中央亮纹往两侧亮度变化很小，而单缝衍 射条纹的中央亮纹最亮，而两侧的亮纹逐渐变暗.考点3激光激光作为一种人造光源在科研、通讯、工业生产、军事科技等领域都有着广泛应用，如激光干涉仪、激光切割机、激光炮等.激光的应用如此广泛，激光到底具有哪些特性?激光干涉仪激光切割机激光炮提示：激光具有单色性好、相干性好、方向性好、亮度高等特点.激光的特性及应用特点（与普通光相比）特点内容应用单色性好相干性好频率单一，相位差恒定，易发生干涉现象，可像无线电波一
12、样调制激光全息照相、光纤通信、光的干涉方向性好激光的方向性非常好，是一束几乎不发散 的平行光，可以会聚到很小的点上测距和跟踪目标、CD唱片、计算机光盘凫度局激光能在很小的空间、很短的时间内集中很大的能量“光刀”、激发核反应【典例3】 关于激光的应用，下列说法正确的是（）A.全息照片拍摄是利用了激光的全反射原理B.利用激光是相干光，可以用在雷达上进行精确的测距C.由于激光平行度好，它能像无线电波那样被调制，用来传递信息D.利用激光亮度高，可以用在医学上做光刀切除肿瘤，或“焊接”剥落的视网膜D 全息照片拍摄是利用了激光的频率单一，相干性好，能够产生明显的干涉，故A错误；利用激光平行度好，可以用在雷
13、达上进行精确的测距，故 B错误；利用激光相干性好， 它能像无线电波那样被调制，用来传递信息，故 C错误；利用激光光强度大、能量集中，可 以用在医学上做光刀切除肿瘤，或“焊接”剥落的视网膜，故D正确.跟进训练10 激光可以用来进行精确的测距，激光测距雷达就是一种可以用来测距的装置，它是利 用了激光的什么特点（）A.激光具有高度的相干性B.激光的平行度非常好C.激光的亮度高D.激光的单色性好B “激光测距雷达”利用激光测量很远距离的目标是因为激光平行度好，方向性好.故B正确.n考点4光的偏振涉僧齿探究如图所示是立体电影中的图片.为什么立体电影会产生如此神奇的效果?提示：在观看立体电影时，观众要戴上
14、一副特制的眼镜，这副眼镜就是一对透振方向相 互垂直的偏振片.1.偏振现象对于横波通过狭缝的情况，只有狭缝的方向与横波质点的振动方向相同时，横波才能无 阻碍地通过狭缝，而当狭缝的方向与横波质点的振动方向垂直时，横波不能通过狭缝，说明 偏振是横波特有的现象.2.自然光与偏振光的区别自然光（非偏振光）偏振光光的来源直接从光源发出的光自然光通过起偏器后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平囿内,光振动沿所有方向，且沿各个方向振动的光 强度都相同在垂直于光的传播方向的平囿内,光振动沿某一特定方向（与起偏器透振力向 T）【典例4】（多选）在垂直于太阳光的传播方向前后放置两个偏振片P和Q在Q的后边放上光屏，如图所示，则下列说法正确的是（）A. Q不动，旋转偏振片P,屏上光的亮度不变B. Q不动，旋转偏振片P,屏上光的亮度时强时弱C. P不动，旋转偏振片屏上光的亮度不变D. P不动，旋转偏振片Q,屏上光的亮度时强时弱思路点拨该题可按如下思路分析：太阳光是自然光振动方向与偏振片的透振方向相同的光透过 两平行偏振片的透振方向平行时透光最多，垂直时不透光.BD P是起偏器，它的作用是把太阳光 （自然光）转变为偏振光，该偏振光的振动方向与 P的透振方向一致，所以当 Q与P的透振方向平行时，通过 Q的光强最大；当 Q与P的透振方向垂直时通过 Q的光强最小，即无论
